Question

10．（1）某研究性学习小组为了证明铁的金属性比铜强，他们设计了如下几种方案，其中合理的是AD（填序号）．
A．铁片置于硫酸铜溶液中置换出铜
B．铁、铜与氯气反应分别生成 FeCl₃、CuCl₂
C．铜片置于 FeCl₃ 溶液中，铜片逐渐溶解
D．铁片、铜片分别置于盛有稀硫酸的烧杯中，铁片上有气泡产生，而铜片无气泡
E．常温下，分别将铁片和铜片置于浓硝酸中，铁片不溶解，而铜片溶解
（2）请你另设计一个能证明铁的金属活动性比铜强的实验．要求：
a．此方案的原理不同于上述任一合理方案；
b．在答题卷相应位置绘出实验装置图并注明所需的药品；
c．写出实验过程中的主要实验现象Fe：溶解、Cu：产生气泡         
写出正极反应方程式2H⁺+2e^-=H₂↑，
写出负极反应方程式Fe-2e^-=Fe²⁺．

Answer 1

分析 （1）根据金属活动性强弱比较的判断方法：
1、依金属活动顺序表判断：排在前边的活泼；
2、依元素周期表判断；
3、根据元素的最高价氧化物水化物的碱性强弱判断；
4、根据金属单质与水或酸反应置换出氢的难易判断；
5、依电化学中电极来判断；
6、根据物质间的置换反应来判断．
（2）除了金属活动顺序表外，原电池装置也可以证明两电极材料的金属性强弱．

解答 解：A．活泼性强的金属置换活泼性弱的金属，铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出，证明金属铁比金属铜活泼，故A正确；
B．铁、铜和氯气反应分别生成FeCl₃和CuCl₂，不能比较铁、铜的活泼性，故B错误；
C．铜片置于FeCl₃溶液中铜片逐渐溶解，说明三价铁离子氧化性大于二价铜离子，不能比较铁、铜的活泼性，故C错误；
D．把铁片和铜片置于盛有稀硫酸的烧杯中，交用导线连接，铁片上无气泡产生，而铜片上有气泡产生，在原电池中铁作负极，所以铁的活泼性大于铜，故D正确；
E．把铁片和铜片分别置于盛有浓硝酸的烧杯中，铁在浓硝酸中会钝化，不能比较铁、铜的活泼性，故E错误；
故选AD．
（2）除了金属活动顺序表外，在原电池中，如果两电极材料都是金属，负极金属的活泼性一般是强于正极金属的活泼性的，如Cu、Fe、硫酸原电池中金属铁是负极，金属铜是正极，能证明铁的金属性强于铜，装置如图：，负极：Fe-2e^-=Fe²⁺，正极：2H⁺+2e^-=H₂↑，
故答案为：Fe：溶解、Cu：产生气泡；2H⁺+2e^-=H₂↑；Fe-2e^-=Fe²⁺．

点评 本题主要考查了金属性强弱的实验方案设计，注意金属活动顺序表的应用以及原电池工作原理的应用是关键，题目难度不大．